50
3 - Bacia hidrográfica 3.1 – Introdução Lei 9.433, de 08/01/1997 Bacia hidrográfica = Unidade territorial de gestão 3.2 - Definição de bacia hidrográfica área de captação natural da água da precipitação que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída, seu exutório (Tucci, 1997)

3 - Bacia hidrográficartkishi.dhs/TH048/TH048_03_BH.pdf3 - Bacia hidrográfica •3.1 – Introdução Lei 9.433, de 08/01/1997 Bacia hidrográfica = Unidade territorial de gestão

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3 - Bacia hidrográfica

• 3.1 – Introdução Lei 9.433, de 08/01/1997 Bacia hidrográfica = Unidade territorial de gestão

• 3.2 - Definição de bacia hidrográfica – área de captação natural da

água da precipitação que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída, seu exutório (Tucci, 1997)

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Corte transversal de uma bacia

A bacia hidrográfica do escoamento subterrâneo pode ser diferente.

O erro pode diminuir com o aumento da bacia ou a escala da informação.

Divisores: Topográfico e Freático

Fonte: Villela & Mattos, 1975

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3

Principais Variáveis

• Área de drenagem

Bacia km²

Rio Barigüi 269

Rio Atuba 126

Rio Belém 90

• Comprimento do rio principal;

• Declividade média do rio principal;

• Densidade de drenagem.

• Desnível.

Finte: Kit de sensibilização

sobre rio Kunene - África

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Delimitação de bacias

4

Manual

Cartas topográficas TIN

Triangulated Irregular Network

MNT - Modelo

Numérico do Terreno

Automática

• Gráfica ou

• por Geoprocessamento

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Curvas de nível

Fonte: Profª Maria Cecília Bonato Brandalize – PUC-PR

Escala Eqüidistância

1:25.000 10,0m

1:50.000 25,0m

1:100.000 50,0m

1:200.000 100,0m

Escala Eqüidistância

1:500 0,5m

1:1.000 1,0m

1:2.000 2,0m

1:10.000 10,0m

Escala Eqüidistância

1:250.000 100,0m

1:500.000 200,0m

1:1.000.000 200,0m

1:10.000.000 500,0m

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Divisor de águas

Divisor de águas: linha

formada pelo encontro de

duas vertentes opostas

(pelos cumes) e segundo

a qual as águas se

dividem para uma e outra

destas vertentes. Figura

de DOMINGUES (1979).

Fonte: Profª Maria Cecília Bonato Brandalize – PUC-PR

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MNT – Modelo Numérico do Terreno

720

700

680

740

680 700 720 740

720 720

adaptado do original de Francisco Olivera, Ph.D., P.E. Texas A&M University

Department of Civil Engineering

MNT derivado de mapa por interpolação

No lugar de mapas:

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1

2 4 8

16

32 64 128

Código de

direção de fluxo

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Delimitação automática de bacias

10

MNT Bacia

Distância Acúmulos

Aspecto

1

2 4 8

16

32 64 128

Código de

direção de fluxo

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Extração Automatizada da Rede de Drenagem

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Seleção da bacia do turvo Exemplo sobre a Bacia do Rio Turvo

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Recorte dos pontos cotados e curvas de nível de toda a região

• Foram recortados pontos cotados e curvas de nível além do limite da bacia do Rio Turvo

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Tin

Foi feito o TIN da área, utilizando os layers dos pontos cotados e as curvas de nível mostrados anteriormente.

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Tin

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Tin to raster

• Transformou-se o TIN obtido anteriormente para formato Raster

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Tin to raster

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Fill raster

Utiliza-se esta ferramenta para preenchimento e correção de possíveis erros no Raster gerado

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Fill raster

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Flow direction

• Para extração da bacia de drenagem, o primeiro passo então, a partir dos dados de elevação, será a determinação da direção do fluxo na bacia

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Flow Direction

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Flow accumulation

• Esta ferramenta determinará as células com maior ocorrência de drenagem, enquanto as de menor valor tem mais chance de serem áreas de ocorrência de nascentes

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Flow accumulation

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Flow length

• Esta ferramenta gera o caminho do fluxo na bacia, faz o cálculo das distâncias ou distâncias ponderadas ao longo do fluxo.

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• Esta ferramenta gera pequenas divisões, como se fossem bacias menores nesta área.

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Stream Order

• Esta ferramenta promove a hierarquização da rede de drenagem. Existindo esses dois métodos diferentes para hierarquização, apresentados ao lado.

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Stream Order

• Este resultado apresenta várias ordens obtidas na ferramenta utilizada, sendo, por vezes, muito “poluída”, como o caso deste resultado apresentado.

• É possível retirar apenas os valores de ordem maiores, ou os mais significativos.

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Con

• Para retirar as drenagens de ordem superior, pode-se utilizar esta ferramenta.

• Pode-se utilizar uma expressão (SQL), utilizando os valores da tabela de atributos das ordens das feições (VALUES) para seleção dos que se quer vizualizar.

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Con

• Neste caso selecionou-se apenas os de ordem superior a 5.

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Stream to Feature

• Como os resultados anteriores estavam em formato raster (pixelados), pode-se transformá-los em formato vetorial utilizando esta ferramenta, com os últimos resultados da ordem das drenagens e o raster da direção de fluxo.

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Resultado Final

• Obtendo este resultado final, em formato vetorial, para as drenagens acima da ordem 5.

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Resultado Final

• Este é o resultado final, colocado sobre o TIN, onde percebe-se que a drenagem gerada realmente tende a escoar por caminhos de maior declividade.

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Comprimento do rio principal

Define-se o rio principal de uma bacia hidrográfica

como aquele que drena a maior área no interior da

bacia.

A medição do comprimento do rio pode ser por:

- curvímetro ou

- por geoprocessamento;

Curvímetro: Mede o comprimento de linhas retas e curvas.

Acúmulos

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3.4 - Características físicas da bacia hidrográfica

Estreita relação

Características físicas

da bacia hidrográfica Comportamento

hidrológico

a) Área de drenagem

b) Forma da bacia

c) Sistema de drenagem

d) Características do relevo

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a) Área de drenagem

• Mapas em papel, escala razoavelmente grandes (1:50.000)

Área plana (projeção horizontal) inclusa entre seus

divisores topográficos.

Determinação:

a.1 - Planimetria

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Determinação:

a.2 – Softwares de geoprocessamento

• Modelos numéricos do terreno (resolução

espacial)

30m ~ 90m

Aspecto

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b) Forma da bacia

Importante devido tempo de concentração.

Tempo de concentração: Tempo que leva a água do ponto mais distante

atingir a saída. Tempo que toda a bacia passa a contribuir na seção de

estudo.

Wilson, 1969, apud

Studart, 2006

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Geralmente:

Grandes rios forma de pera ou leque

Índices de forma: Índice de Compacidade

Fator de forma

Pequenos rios variam muito,

dependendo da estrutura geológica do

terreno

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Coeficiente de compacidade ou Índice de Gravelius (Kc)

Relação entre o perímetro da bacia e a circunferência de um círculo de

área igual à da bacia.

P : Perímetro da BH (km)

A – Área da BH (km2)

Observação:

Kc = 1 bacia circular

Quanto mais irregular for a BH

Maior ou menor Kc???

Se outros fatores forem iguais

e Kc 1

Tendência para enchentes

maior ou menor?

Bacia do rio do Lobo:

A=177,25 km2; P=70 km; Kc =. 1,47, área não muito sujeita a enchentes

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Fator de forma (Kf)

Relação entre a largura média da bacia e o comprimento axial da bacia.

Curso de água mais longo,

desde a desembocadura até a

cabeceira mais distante.

Observação:

Kf baixo bacia estreita e

longa

Se outros fatores forem iguais

e Kf baixo

Tendência para enchentes

maior ou menor?

Bacia longa e estreita:

Menor possibilidade de ocorrer chuvas intensas simultaneamente em toda sua

extensão

A contribuição dos tributários ocorre em vários pontos ao longo da extensão do rio,

logo, não chega toda água ao mesmo tempo na seção em estudo.

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c) Sistema de Drenagem

Constituído por:

Rio principal

Tributários

Estudo das ramificacoes e do

desenvolvimento do sistema

Indica maior ou menor

velocidade com que a água

deixa a bacia

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42

Ordem dos cursos de água

Critério de Horton,

modificado por Strahler

Primeira ordem:

Correntes formadores, pequenos

canais que não tenham tributários

Segunda ordem:

Formado por 2 canais de 1ª. ordem

n+1 ordem:

Formado por 2 canais de n ordem

Classificação que reflete o grau de ramificação ou bifurcação dentro de uma BH.

Utiliza-se mapa bem detalhado, onde são incluídos todos os canais (pequenos,

intermitentes ou efêmeros)

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Densidade de drenagem (Dd) Identificação do grau de desenvolvimento de um sistema de drenagem

Relação entre

comprimento total dos

cursos de água

(efêmeros, intermitentes e

perenes) da BH

Área

0,5 km/km2 3,5 km/km2 Dd

Drenagem pobre Excepcionalmente

bem drenada

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Sinuosidade do curso de água

𝑆𝑖𝑛 =𝐿

𝐿𝑡

L – Comprimento do rio principal

(projeção ortogonal)

Lt – Distância vetorial entre os

pontos extremos do canal

principal (comprimento em linha

reta)

Sin≅ 1 Canal tende a ser retilíneo

Sin > 2 Sugerem canais tortuosos

Interpretação:

Calcule:

Bacia L (m) Lt (m) Sin Obs.

1 30.400 28.000

2 22.750 10.100

Quase não existe sinuosidade

Canais tendem a ser sinuosos

1,1

2,3

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d) Características do relevo

Fatores meteorológicos

Fatores hidrológicos

T, EV, P, etc

Velocidade de escoamento

(declividade do terreno)

Velocidade:

Influência:

Ciclo

hidrológico

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Declividade da bacia

Controla em boa parte a velocidade do escoamento superficial

(tempo que leva a água da chuva para concentrar-se nos leitos dos rios que

constituem a rede de drenagem)

• Magnitude dos picos de vazão

• Maior/Menor oportunidade de infiltração

• Susceptibilidade à erosão

Métodos de determinação:

• Quadrícula

• Geoprocessamento

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Aspecto

Métodos de determinação:

• Quadrícula • Geoprocessamento

1. Papel transparente com malha quadriculada sobre mapa

topográfico

2. Nos nós da malha, vetor orientado ao sentido do

escoamento

3. A declividade é o quociente entre a diferença da cota e a

distância medida em planta entre as curvas de nível.

Altitude

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Elevação mediana da bacia

Representação gráfica do relevo médio da BH

Mostra o percentual de área que existe acima ou abaixo das altitudes.

Determinação:

• Planimetria das áreas entre

curvas de níveis

• Quadrícula

• Geoprocessamento

Curva hipsométrica

50%

Altitude mediana

Altitude máxima

Altitude mínima 100%

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Bacias Hidrográficas do Brasil

Conselho Nacional de Recursos Hídricos, Resolução

32/2003, Institui a Divisão Hidrográfica Nacional

12 bacias

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Bacias Hidrográficas do Paraná 16 bacias

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Alto Iguaçu

1-Rio Padilha 22-Rio Guajuvira

2-Rio Alto Boqueirão 23-Rio Isabel Alves

3-Rio da Ressaca 24-Rio Turvo

4-Rio Avariu 25-Rio Cotia

5-Arroio Mascate 26-Rio Piunduva

6-Ribeirão da Divisa 27-Rio do Despique

7-Rio Barigui 28-Rio Faxinal

8-Rio Palmital 29-Rio Mauricio

9-Rio Atuba

10-Rio Passauna

11-Rio Iraí

12-Rio Belém

13-Rio Verde

15-Rio do Meio

16-Rio Iraizinho

17-Rio Piraquara

18-Rio Itaqui

19-Rio Pequeno

20-Rio Miringuava

21-Rio Miringuava-

Mirim

30-Área de

Contribuição Direta

do Alto Rio Iguaçu